氧化物和氢氧化物矿物大类.ppt
《氧化物和氢氧化物矿物大类.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《氧化物和氢氧化物矿物大类.ppt(118页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、第二十章 氧化物 和 氢氧化物矿物大类,氧化物和氧化物矿物:金属阳离子和某些非金属阳离子(如Si等)与O2-或(OH)-化合而成的 矿物。,1 概 述,地壳中分布广泛,仅次于含氧盐 矿物大类。已知的矿物超过200种,占地壳总重量的17%:石英族 矿物分布最广,占12.6%,最常见 的石英是主要的造岩矿物;Fe的 氧化物和氢氧化物占3.9%;次有 Al、Mn、Ti、Cr 的氧化物和氢氧 化物。,意义:1)许多矿物为重要的造岩矿物;2)许多为提取黑色金属和有色金属(Fe、Mn、Cr、Al、Sn等)、稀有金属(Ti、Nb、Ta等)、放射性金属(U、Th、Y、TR等)及非金属的 矿物原料 以及耐火材料
2、等。3)为仪表轴承或研磨材料、无线电 工业原料、工艺美术原料及宝石的重要 来源。,一、化学组成化学组成 阴离子:主要为O2-、(OH)-阳离子:40种左右。主要为惰性气体型(Si、Al、Mg、U等)和过渡型(Fe、Mn、Ti、Cr、V、Nb、Ta等)离子;铜型离子 极少见(Sn、Cu、Pb、Zn、Sb、Bi等)。少数氧化物中附加阴离子(F-、Cl-)和水分子。,1)铜型离子往往见于由硫化物氧化 而成的次生矿物中,且含量很少。2)变价元素Fe、Mn、U等在氧化物中 往往呈 高价态。3)氧化物中类质同像(尤其是异价 类质同像)替代较硫化物广泛,完全 类质同像替代在成分复杂的氧化物中 较常见。氢氧化
3、物中类质同像替代少见,而吸附作用使其化学组成复杂化。,二、晶体化学特点 1氧化物氧化物 氧化物中O2-常作立方或六方最紧密 堆积或近似最紧密堆积,阳离子充填 四面体或八面体空隙。键性以离子键 为主,且以低价惰性气体型离子的 氧化物中为最强,如方镁石MgO。,由于阳离子具不同程度的极化性质,刚玉(Al2O3)、石英(SiO2)等的 键性趋于向共价键过渡;而磁铁矿(FeFe2O4)、软锰矿(MnO2)等 则有向金属键过渡的趋势。,1)阳离子电价增高,其共价键 的成分趋于增多,如:Na+Mg2+Al3+Si4+离子键 共价键 2)键性因阳离子的类型而异:惰性气体型过渡型铜型离子,共价键性趋于增强,C
4、N趋向减小。,2氢氧化物(OH)-或(OH)-和 O2-共同 形成紧密堆积,后者中(OH)-与O2-通常成互层分布。多数矿物为层状结构,层内为 离子键,层间以分子键或氢键联结;部分矿物为链状结构,链内为离子键,沿链的方向联结力较强,链间为氢键。,三、形态 氧化物常具完好的晶形。集合体常成 粒状和致密块状。,氢氧化物多属三方、六方、斜方或单斜晶系。具层状结构者常呈板状、片状、鳞片状;具链状结构者多呈柱状、针状、纤维状。但更常见成细分散胶态混合物,呈鲕状、豆状、肾状、葡萄状、钟乳状多孔状、土状、致密块状等。,四、物理、化学性质 1光学性质 主要取决于阳离子类型(1)惰性气体型离子(Mg、Al、Si
5、等)的氧化物和氢氧化物:通常为无色、白色或浅色的颜色及条痕,玻璃光泽 为主,透明半透明。,(2)过渡型离子(Fe、Mn、Cr、Ti等)和铜型离子(Sn、Cu等)的氧化物 和氢氧化物:深色或暗色,常呈 各种彩色或钢灰色铁黑色,条痕 深色(黄、褐、黑色),半金属或金刚 光泽,半透明不透明。,2力学性质及其他性质 决定于其晶体结构 1)氧化物 大部分矿物为离子键向共价键 过渡,结构的紧密程度高。,通常具较高的硬度(一般5.5,最高达9);较大的比重(多数4.0,仅架状结构的石英族较低,为2.65);解理不发育;含铁矿物具强弱不等 的磁性;含放射性元素者具放射性;熔点高;溶解度低。,2)氢氧化物 层状
6、结构者的硬度和比重均较相应 的氧化物稍低或低得多,常具一组 极完全完全解理;链状结构者的 硬度和比重皆相对稍大些,其解理 中等。氢氧化物因产于地表,常为 胶态或隐晶质,解理的意义不大。,五、成因产状 1)氧化物:广泛形成于内生、外生和变质作用中。(1)对变价元素:低价态(Fe2+、Mn2+、V3+、Cr3+等)的氧化物多形成于内生(主要是热液、岩浆作用,次为伟晶作用)或变质作用较为还原的环境中;而高价态(Fe3+、Mn4+、Sb5+、W6+等)的氧化物则主要 形成于外生(表生作用,如岩石或矿床的 风化壳)或内生作用的较氧化的环境中。,(2)Fe在不同的氧化 还原条件下,易于相互转变为不同价态的
7、氧化物 矿物。(3)非变价元素的氧化物,绝大部分 在岩浆、伟晶、热液或变质作用均可 形成,也常见于砂矿中。(4)少数氧化物具单成因性,如 铬铁矿属典型岩浆成因,只产于 超基性、基性岩浆岩中。,2)氢氧化物:往往为低温表生作用的产物,主要产于 地表或近地表,由风化作用及化学沉积 而形成:多见于金属矿床的 氧化带和水化带或 岩石风化壳;在湖沼盆地中可形成规模 巨大的沉积矿床,其中尤以Fe、Mn、Al 的氢氧化物最为典型,为风化作用和 沉积作用过程中的胶体溶液凝聚形成的。少数氢氧化物可产于热液矿脉。,六、分类,七、鉴定方法 鉴定氧化物,主要依据晶形、条痕、解理,以及其他物理性质(如磁性等),必要时可
8、作简易化学实验(如锡镜反应或试Ti、试Mn、试U等)。,氢氧化物粒细,多为细分散胶态 混合物,肉眼难以准确鉴别。因常含(OH)-、H+、H2O,一般需利用差热 分析、红外吸收光谱分析,并配合 X射线分析、化学分析及电子显微镜 等方法方能奏效。也可试Mn或试Al。,一、氧化物矿物 刚玉:Al2O3 化学组成:一般含微量Cr3+、Fe2+、Ti4+、Mn2+、V5+、Ga3+等,常见赤铁矿、钛铁矿、金红石、尖晶石、石榴子石等包裹体。,2 主要矿物,晶体结构:三方晶系,对称型 m 刚玉型结构刚玉型结构:O2-呈六方最紧密堆积构成氧离子层,Al3+在两层 O2-之间,充填2/3的八面体空隙。=4,=6
9、。,鉴定特征鉴定特征:晶体常呈完好的腰鼓状、桶状或 短柱状。常依()呈聚片双晶。晶面上常见相交的几组条纹。,通常呈 蓝灰、黄灰色,含杂质可呈 各种颜色:红宝石:含Cr,红色;蓝宝石:含Ti 和Fe2+,蓝色;黑星石:含Fe2+、Fe3+,黑色、透明;白宝石:纯净无色透明的晶体;含Co、V、Ni呈绿色;含Ni呈黄色;含Fe3+、Mn2+呈玫瑰红色。,玻璃光泽金刚光泽。透明半透明。在某些红(蓝)宝石的0001面上 可见因含有定向分布的针状金红石 包裹体而呈现的六射星光,称为 星光红(蓝)宝石星光红(蓝)宝石。H 9。无解理;常因聚片双晶或微细 包裹体而产生0001或 的裂开。,成因产状:各种成因。
10、多形成于高温、富Al贫Si的条件下。有岩浆结晶作用形成;产于碱性 伟晶岩中;形成于岩浆岩与石灰岩的 接触带;可产于粘土质岩经区域变质 而成的结晶片岩中;也见于砂岩中。,用途:作研磨材料及精密仪器、仪表 和钟表的轴承;色泽美丽透明的晶体可作宝石;合成红宝石单晶可作激光材料。,赤铁矿:Fe2O3 化学组成:常含Ti、Al、Mn、Fe2+、Mg、Ca 和少量的 Ga、Co等类质同像混入物,以及 金红石、钛铁矿等显微包裹体。致密块体常含SiO2、Al2O3、粘土等 机械混入物。晶体结构:三方晶系,对称型 m 刚玉型结构刚玉型结构。,鉴定特征:常成各种集合体形态:镜铁矿镜铁矿:具金属光泽的片状集合体;云
11、母赤铁矿云母赤铁矿:具金属光泽的细小鳞片状集合体;铁赭石:红色土状(粉末状)集合体;鲕状、豆状、肾状赤铁矿鲕状、豆状、肾状赤铁矿:鲕状、豆状、肾状的集合体。尚有致密块状集合体。,显晶质者呈钢灰铁黑色;隐晶质及 胶态者呈暗红色、红褐色。条痕樱红色 或红棕色,金属半金属光泽,或 土状光泽。H 5.56,土状者显著降低。无解理。无磁性,性脆。注意:镜铁矿常因含磁铁矿微细包裹体 而具较强的磁性。,成因产状:形成于各种地质作用。主要有 热液成因、沉积成因(著名产地有河北宣化、湖南宁乡等)和沉积变质成因(著名产地如辽宁 鞍山等)。,赤铁矿(Fe2O3)和 磁铁矿(FeFe2O4)易相互转变:在自然条件下,
12、当氧的 浓度增大,磁铁矿可氧化成赤铁矿,并 保留其晶形,称假像赤铁矿;当氧浓度 减小,赤铁矿可还原为磁铁矿,若 原晶形不变,称穆磁铁矿。,用途:提炼铁的矿物原料之一;纯净的粉末状赤铁矿是天然的 矿物颜料;可综合利用成分中的Ti、Ga、Co等。,钙钛矿:CaTiO3,金红石:TiO2 化学组成:常含Fe2+、Fe3+、Nb5+、Ta5+、Cr3+、Sn4+等类质同像混入物。金红石具成分标型性:碱性岩中富Nb;基性岩和岩浆成因的碳酸岩中的含V;伟晶岩及热液矿床中者往往富Sn;月岩中的金红石富 Nb 和 Cr。,晶体结构晶体结构:四方晶系,对称型 4/mmm。金红石型结构:O2-近似成六方最紧密 堆
13、积,Ti4+位于变形八面体空隙中,=6。O2-位于以Ti4+为角顶所组成 的平面三角形之中心,=3。TiO6彼此上、下共棱联结成c轴的链,链间由TiO6共角顶相连。,鉴定特征鉴定特征:晶体呈短柱状、长柱状或针状,柱面有纵纹。双晶依(101)成膝状双晶、三连晶或环状双晶。致密块状集合体。通常为褐红、暗红或褐色,富Fe者黑色;条痕浅褐色黄褐色;金刚光泽;微透明。110完全解理;H66.5。G4.24.3。试Ti反应:粉末溶于热H3PO4,冷却,稀释后,加H2O2或Na2O2,溶液呈黄褐色。,成因产状:高温成因。主要产于伟晶岩和区域变质岩系 的含金红石石英脉中以及砂矿床中。,用途:提炼Ti的主要原料
14、:Ti 具密度小、强度高、耐腐蚀、抗高温等优良性能;钛合金 广泛应用于化工、军事和空间 技术中(用于喷气发动机、飞机机体、导弹火箭 等及碱工业等用的反应塔、蒸馏塔、热交换器、阀门等设备和 部件上)。,钛白粉可作高级白色油漆、涂料、人造丝的减光剂、白色橡胶和高级纸张 的填料。金红石可作半导体检波器。人造金红石可 制作优质电焊条。,石英族 包括SiO2的一系列同质多像变体,常见的有:常压下,,1)尤以-石英最常见。2)石英应为-石英和-石英之总称,但一般指低温石英(即-石英)。3)将含水的SiO2矿物 蛋白石,也列入本族内。,-石英-石英(低温石英,-quartz):SiO2 晶体结构:三方晶系,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 氧化物 氢氧化物 矿物 大类

链接地址:https://www.31ppt.com/p-5779093.html